影響化學(xué)平衡的條件 (2)
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1、高三復(fù)習(xí)專題:影響化學(xué)平衡的條件 主要知識點(diǎn): 1.濃度,壓強(qiáng)和溫度等條件對化學(xué)平衡的影響. 2.平衡移動原理的應(yīng)用. 我們研究化學(xué)平衡的目的,不是要保持一個化學(xué)平衡不變.而是要研究如何利用外界條件的改變,去破壞化學(xué)平衡.使之向我們所希望的方向轉(zhuǎn)變,去建立新的化學(xué)平衡. 化學(xué)平衡的移動: 可逆反應(yīng)中,舊化學(xué)平衡的破壞,新化學(xué)平衡的建立的過程就叫做化學(xué)平衡的移動. 知識點(diǎn)歸納: 濃度對化學(xué)平衡的影響: 做實(shí)驗(yàn):2-3實(shí)驗(yàn)證明: 加入FeCl3或KSCN溶液后,試管中的紅色加深了。 說明生成物的濃度增大了。 說明化學(xué)平衡向正反應(yīng)的方向移動了。 無數(shù)實(shí)驗(yàn)證明: 增大任
2、何一種反應(yīng)物的濃度,都可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。 增大任何一種生成物的濃度,都可以使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。 減小任何一種反應(yīng)物的濃度,都可以使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。 減小任何一種生成物的濃度,都可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。 壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響: 處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)混合物里,無論是反應(yīng)物,還是生成物,只要有氣態(tài)物質(zhì)存在,壓強(qiáng)的改變,就有可能使化學(xué)平衡移動。 如: 反應(yīng)中,1體積氮?dú)夂?體積的氫氣反應(yīng),生成了2體積的氨氣。反應(yīng)后,氣體總體積減少了! 參見表2-3數(shù)據(jù)。 可知,對這種氣體總體積減少的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動。即:增大壓強(qiáng),平衡
3、向體積縮小的方向移動;減小壓強(qiáng),平衡向體積增大的方向移動。 氣體總體積不變化,改變壓強(qiáng),化學(xué)平衡不移動! 如: 反應(yīng)前后,氣體物質(zhì)總體積不變。 改變壓強(qiáng),平衡不移動! 溫度對化學(xué)平衡的影響: 在吸熱或放熱的可逆反應(yīng)中,反應(yīng)混合物達(dá)平衡后,改變溫度,也會使化學(xué)平衡移動. 在可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)如果放熱,則,逆反應(yīng)必定吸熱!反之亦然. 做實(shí)驗(yàn)2-4 由實(shí)驗(yàn)可知: 升高溫度,(混合氣體顏色加深,)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動. 降低溫度,(混合氣體顏色變淺,)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動 催化劑對化學(xué)平衡的影響: 催化劑能同等程度的增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,即,
4、催化劑不能改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的反應(yīng)混合物的組成.即:催化劑不能使化學(xué)平衡移動!但催化劑可以改變達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時間. 平衡移動原理: 即:勒夏特列原理: 如果改變影響平衡的一個條件,平衡就像削弱這種改變的方向移動. 例題精講: 化學(xué)平衡圖像題的解法探討 例1.可逆反應(yīng)mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)反應(yīng)過程中,當(dāng)其他條件不變時,C的體積分?jǐn)?shù)j(C)在不同溫度(T)和不同壓強(qiáng)(P)的條件下隨時間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是 ( ) A.達(dá)到平衡后,若使用催化
5、劑,C的體積分?jǐn)?shù)將增大 B.當(dāng)平衡后,若溫度升高,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動 C.化學(xué)方程式中,n>e+f D.達(dá)到平衡后,增加A的質(zhì)量有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動 [解析] 從(1)圖中應(yīng)先判斷出T1與T2溫度的大小關(guān)系。在其他條件不變時,溫度升高,反應(yīng)速率變大,達(dá)到平衡時間越短。由此可知,T2>T1。從圖(1)分析可知溫度較高時j(C)變小,說明升高溫度時,平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B選項(xiàng)是正確的。 從(2)圖中,應(yīng)先判斷出P1與P2大小關(guān)系。在其他條件不變情況下,壓強(qiáng)越大,達(dá)到平衡的時間就越短,由此可知P2>P1。從圖中可知,壓強(qiáng)增大時j(C)變小,說明
6、增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)方向是氣體體積減小方向,即n<e+f,C項(xiàng)錯誤。 由于使用催化劑,并不影響化學(xué)平衡的移動,A項(xiàng)錯誤。 在化學(xué)平衡中,增大或減小固體物質(zhì)的質(zhì)量不影響化學(xué)平衡的移動。因此D項(xiàng)錯誤。 [答案]B [點(diǎn)評] 解答這類圖象題時,必須要抓住縱坐標(biāo)(變量)即C的體積分?jǐn)?shù)與外界條件變化的關(guān)系,分析得出相應(yīng)正確的結(jié)論。 T2P2 T1P2 T1P1 ①②③ B% t 0 例2.已知某可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)在密閉容器中進(jìn)行,右圖表示在不同反應(yīng)時間t時,溫度T和壓強(qiáng)P與反應(yīng)物B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)B%的關(guān)系曲線,由曲線分析,下列判斷正確
7、的是 ( ) A.T1<T2 P1>P2 m+n>P ΔH<0 B.T1>T2 P1<P2 m+n>P ΔH>0 C.T1<T2 P1>P2 m+n<P ΔH<0 D.T1>T2 P1<P2 m+n<P ΔH>0 [解析] 本題考查根據(jù)溫度、壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡移動的影響來判斷化學(xué)方程式的特點(diǎn)。分析圖象,可以分兩個層次考慮:(如圖將三條曲線分別標(biāo)為①、②、③)。從①、②曲線可知,當(dāng)壓強(qiáng)相同(為P2)時,②先達(dá)平
8、衡,說明T1>T2 ;又因?yàn)門2低,B%大,即降低溫度,平衡逆向移動,說明逆向放熱,正向吸熱。從②、③曲線可知,當(dāng)溫度相同(為T1)時,②先達(dá)平衡,說明P2>P1 ;又因?yàn)镻2大,B%大,即增大壓強(qiáng),平衡逆向移動,說明逆方向?yàn)闅怏w體積減小的方向,m+n<P。 綜合以上分析結(jié)果:T1>T2, P1<P2,m+n<P,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 [答案] D [點(diǎn)評] 識別此題的圖像,要從兩點(diǎn)入手,其一,斜線的斜率大小與反應(yīng)速率大小關(guān)聯(lián),由此可判斷溫度、壓強(qiáng)的高低;其二,水平線的高低與B%大小相關(guān)聯(lián),由此可分析出平衡向那個方向移動。 例3 .在一定溫度下,容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間
9、變化的曲線如圖,下列表述中正確的是 ( ) A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2MN B.t2時,正逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到平衡 C.t3時,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 D.t1時,N的濃度是M濃度的2倍 [解析]本題以化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡為素材,考核觀察圖象及其信息加工的能力。從圖象可知,t1時,N的物質(zhì)的量是6mol,M的物質(zhì)的量是3mol,故N的濃度是M濃度的2倍是正確的;同時也可得出反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NM;t2時,正逆反應(yīng)速率雖然相等,但尚未達(dá)到平衡,因?yàn)榇藭rM、N的物質(zhì)的量還在增
10、大與減少,t3時M、N的物質(zhì)的量保持不變,說明已達(dá)平衡狀態(tài),則正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。 [答案] D [點(diǎn)評] 主要考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等知識,已經(jīng)抽象到?jīng)]有具體的元素符號,并且以看圖設(shè)置情境設(shè)問,因此對觀察能力作了重點(diǎn)考查,思維能力要求也較高。圖的橫坐標(biāo)是時間,繪出了t1、t2、t33個時刻。縱坐標(biāo)既不是速率,也不是濃度,而是物質(zhì)的量。仔細(xì)審視各時間段中物質(zhì)的量的變化。 例4.反應(yīng) 2X(氣)+ Y(氣)2Z(氣)+熱量,在不同溫度(T1和T2)及壓強(qiáng)(p1和p2)下,產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量(n2)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如右圖所示。下述判正確的是
11、 ( ) A、T1>T2,p1<p2 B、T1<T2,P1>p2 C、T1>T2,P1>p2 D、T1<T2,p1<p2 [解析] 首先分析反應(yīng):這是一個氣體的總物質(zhì)的量減小(體積減?。?、放熱的可逆反應(yīng),低溫、高壓對反應(yīng)有利,達(dá)平衡時產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n2大,平衡點(diǎn)高,即圖示曲線T2、p1。再對比圖示曲線T2、p2,溫度相同,壓強(qiáng)不同,平衡時n2不同(pl時的n2>P2時的n2),由此分析p1>p2,再從反應(yīng)速率驗(yàn)證,T2、P1的曲線達(dá)平衡前斜率大(曲線陡)先到達(dá)平
12、衡,也說明壓強(qiáng)是 p1>p2(增大反應(yīng)壓強(qiáng)可以增大反應(yīng)速率)。然后比較曲線T2、p2與T1、p2,此時壓強(qiáng)相同,溫度不同,溫度低的達(dá)平衡時n2大,平衡點(diǎn)高(曲線T2、p2),由此判斷溫度T1>T2;再由這兩條曲線達(dá)平衡前的斜率比較,也是T1、p2的斜率大于T2、p2,T1、p2先到達(dá)平衡,反應(yīng)速率大,也證明T1>T2。由此分析得出正確的判斷是T1>T2,p1>p2,選項(xiàng)C的結(jié)論正確。 [答案] C [方法點(diǎn)撥] 化學(xué)平衡圖象問題的識別分析方法 化學(xué)平衡圖象問題的識別無外乎是看坐標(biāo)、找變量、想方程、識圖象四個方面,即準(zhǔn)確認(rèn)識橫、縱坐標(biāo)的含義,根據(jù)圖象中的點(diǎn)(起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn))、線(
13、所在位置的上下、左右、升降、彎曲)特征,結(jié)合題目中給定的化學(xué)方程式和數(shù)據(jù),應(yīng)用概念、規(guī)律進(jìn)行推理判斷.但識圖是關(guān)鍵,筆者認(rèn)為應(yīng)以橫坐標(biāo)的不同含義把圖象分為兩大類:①時間(t)類,②壓強(qiáng)(p)或溫度(T)類.這兩類的特征分別如下. (一)、時間(t)類 1.圖象中總有一個轉(zhuǎn)折點(diǎn),這個點(diǎn)所對應(yīng)的時間為達(dá)到平衡所需時間,時間的長短可確定化學(xué)反應(yīng)速率的大小,結(jié)合濃度、溫度、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,可確定濃度的大小,溫度的高低和壓強(qiáng)的大?。? 2.圖象中總有一段或幾段平行于橫軸的直線,直線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài). 3.這幾段直線的相對位置可確定化學(xué)平衡移動的方向.固定其它條件不變,若
14、因溫度升降引起的平衡移動,就可確定可逆反應(yīng)中是Q>0還是Q<0;若因壓強(qiáng)增減引起的平衡移動,就可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應(yīng)中,反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對大?。? (二)、壓強(qiáng)(p)或溫度(T)類 1.圖象均為曲線. 2.曲線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下處于平衡狀態(tài);而不在曲線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下未達(dá)到平衡狀態(tài),但能自發(fā)進(jìn)行至平衡狀態(tài). 3.曲線的相對位置、變化趨勢決定了化學(xué)平衡移動的方向.固定其它條件不變,若溫度變化引起的平衡移動,即可確定可逆反應(yīng)中是Q>0還是Q<0;若因壓強(qiáng)改變引起的平衡移動,即可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和
15、之間的相對大小 等效平衡的探討 1、定溫、定容條件下的等效平衡 例5:在一個固定容積的密閉容器中加入2molA和1molB,發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g),達(dá)到平衡時,C的濃度為wmol/L。若維持容器的容積和溫度不變,按下列情況配比為開始濃度,達(dá)到平衡后C的濃度仍為wmol/L的是( ) A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molD C、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD [解析] 這是一道關(guān)于等效平衡的題,
16、常用極端假設(shè)法分析。將“3molC+1molD”轉(zhuǎn)化為“2molA+1molB”將.5molC+0.5molD”轉(zhuǎn)化為“1molA+0.5molB”。則B組起始狀態(tài)相當(dāng)于4molA+2molB”,C組起始狀態(tài)相當(dāng)于“2molA+2molB”,E組起始狀態(tài)相當(dāng)于“2molA+1molB”。顯然,A、B、C組的起始量與“2molA+1molB” 的起始量不同,均不能達(dá)到與其相同的平衡狀態(tài),而D、E組的起始量與“2molA+1molB” 的起始量相同,能達(dá)到與其相同的平衡狀態(tài)。故正確答案為D、E。 答案:D E 例6.在一定溫度下,把2mol SO2和1molO2通入一個一定容積的密閉容器
17、里,發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2 2SO3,當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時,就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。若該容器中維持溫度不變,令a、b、c分別代表初始時SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量。如果a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關(guān)系,才能保證達(dá)到平衡時,反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)若a=0,b=0,則c=____。 (2)若a=0.5mol,則b=____,c=____。 (3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示,其中一個只含a和c,另一個只含b和c)____。 [解析] 對于本題來說,要達(dá)到同一平衡狀態(tài),其外界條件相同,就是
18、同溫、同壓時有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量要符合如下關(guān)系: (1)若反應(yīng)從正反應(yīng)開始,必須是2molSO2,1molO2; (2)若反應(yīng)是從逆反應(yīng)開始,必須是2molSO3; (3)若反應(yīng)是從正、逆反應(yīng)兩個方向開始,則把SO3看作是由SO2和O2轉(zhuǎn)化而來的,把SO3的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO2和O2,然后這部分物質(zhì)的量再分別加上原有的SO2和O2的量,看看是否能達(dá)到2molSO2和1molO2;或使SO2、O2的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO3,然后這部分物質(zhì)的量再加上原有的SO3的量,看看是否能達(dá)到2molSO3。 [答案] (1) 2mol。(2) 0.25mol,1.5mol。(3) a+c=2,2b
19、+c=2。 2、定溫、定壓條件下的等效平衡 例7.在恒溫恒壓條件下,向可變的密閉容器中充入3LA和2LB發(fā)生如下反應(yīng)3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g),達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫度不變,將0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中,達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x、y的值分別為( ) A、x=3、y=1 B、x=4、y=1 C、x=5、y=1 D、x=2、y=3 E、x=10、y=2 解析: 該反應(yīng)起始反應(yīng)物的量比0.6:0.4=3:2符合化學(xué)方程式中反應(yīng)物的系數(shù)比,若4LC、0.8LD恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B
20、時,必須x:y=5:1,但此時x+y≠2+3,故在恒溫恒壓條件下,符合x:y=5:1的所有x、y的值不符合題意。若4LC、0.8LD不能恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B時,則不能達(dá)到與開始時等效的平衡狀態(tài)。當(dāng)x=5、y=1時,用極端假設(shè)法“4LC、0.8LD”可轉(zhuǎn)化為“2.4LA、1.6LB”,反應(yīng)物的起始量相當(dāng)于“3LA、2LB”,與原起始量相同,能達(dá)到與開始時相同的平衡狀態(tài),故正確答案為C?!? 3、定溫、不定壓、不定容條件下的等效平衡 例8.在一定溫度下,將2molHI氣體充入一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng) HI(g) H2(g)+I2(g),反應(yīng)達(dá)平衡后,H2的體積分?jǐn)?shù)為m%。若其他條件
21、不變,容器的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)為?!? 解析:容器的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?體系的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍,由于反應(yīng)前后氣體體積不變,所以平衡不移動,H2的體積分?jǐn)?shù)仍為m%,各物質(zhì)的濃度均為原來的2倍,反應(yīng)速率加快。 答案:H2的體積分?jǐn)?shù)為m% [ 方法提示] 1.等效平衡的含義:在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,任何相同組分的分?jǐn)?shù)(體積、物質(zhì)的量)均相等,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。 在等效平衡中,還有一類特殊的平衡,不僅任何相同組分x的分?jǐn)?shù)(體積、物質(zhì)的量)均相同,而且相同組分的物質(zhì)的量均相同,這類等效平衡又
22、互稱為同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 如:N2+3H22NH3在下列四個容器A、B、C、D中均處于平衡狀態(tài),各組分物質(zhì)的量分別為如下所示。 B.a(chǎn) mol N2,b mol H2,c mol NH3 C.1 mol N2,3 mol H2,0 mol NH3 D.0 mol N2,0 mol H2,2 mol NH3 若A、B兩容器T、p相同,則A、B兩平衡互為等效平衡。 若C、D兩容器T、V相同,則C、D兩平衡互為同一平衡。 2.建立等效平衡的條件 (1).恒溫恒壓下或恒溫恒容下,對于同一可逆反應(yīng),若兩初始狀態(tài)有相同的物料關(guān)系,則達(dá)到平衡后兩平衡等效且實(shí)為同一平衡。
23、 此處的相同是指廣義的相同,即只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系換算成平衡式左右兩邊中某一邊的物質(zhì)的量,若兩者相同則為有相同的物料關(guān)系。如: N2+3H22NH3 則①②③為具有相同的物料關(guān)系。 (2).在恒溫恒壓下,對于同一可逆反應(yīng),若兩初始狀態(tài)具有相當(dāng)?shù)奈锪详P(guān)系,則達(dá)到平衡后,兩平衡互為等效平衡。 此處的相當(dāng)是指按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成左右兩邊中同一邊物質(zhì)的量之比相同。 例如:N2O(g)+2O2(g)N2O5(g) ①中n(N2O)∶n(O2)=2∶3 ②中n(N2O)∶n(O2)=3∶4.5=2∶3 ③n(N2O)∶(O2)=(2.5+1.5)∶(3+3)=2∶3
24、則①②③的量相當(dāng)。 由此可知:化學(xué)平衡的建立,僅僅與反應(yīng)條件有關(guān),而與化學(xué)平衡的建立的過程無關(guān),這就是說,對同一個可逆反應(yīng),在同樣的條件下,無論反應(yīng)是從正反應(yīng)開始,或是從逆反應(yīng)開始,或是從兩個方向同時開始(即既有反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物,同時也有生成物轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物),最終都能達(dá)到完全相同的平衡狀態(tài),也就是平衡體系中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(氣體的體積分?jǐn)?shù))各保持一定而不變。 對于一般可逆反應(yīng),在定溫、定容條件下,只改變起始加入情況,只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同,則二平衡等同(也等效)。對于反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng),在定溫、定容或
25、定溫、定壓條件下,只改變起始時加入情況,只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)計(jì)量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則二平衡等效(不一定等同)。 例5. 在一個盛有催化劑容積可變的密閉容器中,保持一定的溫度和壓強(qiáng),進(jìn)行以下反應(yīng): N2+3H22NH3 已知加入1 mol N2、4 mol H2時,達(dá)到平衡后生成a mol NH3(見表中已知項(xiàng)),在相同溫度和壓強(qiáng)下保持平衡后各組分體積分?jǐn)?shù)不變,對下列編號②~④的狀態(tài),填寫表中空白。 解析:由題意知②與①的平衡狀態(tài)互為等效平衡,②中平衡時NH3的物質(zhì)的量為①的一半,設(shè)①達(dá)到平衡的過程如下圖。
26、 設(shè)想我們可以用隔板將①中平衡狀態(tài)均分為A、B兩部分,那么A(B)與整體當(dāng)然處于等效平衡且A(B)中NH3的量為0.5a mol,所以我們可認(rèn)為A(B)部分為②的平衡態(tài),那么達(dá)到B平衡態(tài)的初始狀態(tài)當(dāng)然也為達(dá)到①平衡態(tài)的初始狀態(tài)的一半,即可用下圖表示: 即達(dá)到②的平衡的初始的物質(zhì)的量為: n(N2)=0.5mol、n(H2)=2mol、n(NH3)=0 mol 而經(jīng)過等量互換,當(dāng)n(NH3)=1mol時, n(N2)=0mol n(H2)=1.5mol 同理知①為③這個整體的2/3,故③達(dá)到平衡時n(NH3)= 同理,設(shè)始態(tài)NH3為x,平衡時NH3為y,則 得x=2(g
27、-4m) y=(g-3m)a [點(diǎn)撥] 這類等效平衡可形象地理解為整體與局部的關(guān)系。即在恒溫恒壓下,當(dāng)兩初始狀態(tài)符合局部與整體的關(guān)系時,那么相對應(yīng)的平衡態(tài)也就符合局部與整體的關(guān)系。反之亦然。 4.實(shí)戰(zhàn)演練 (一)選擇題 1.對于反應(yīng)A(s)+2B(g)3C(g);△H>0,C%跟外界條件X、Y的關(guān)系如圖所示,下列結(jié)論正確的是 ( ) A.Y表示溫度,X表示壓強(qiáng),且Y3>Y2>Y1 B.Y表示壓強(qiáng),X表示溫度,且Y3>Y2>Y1
28、C.X表示壓強(qiáng),Y表示溫度,且Y1>Y2>Y3 D.X表示溫度,Y表示壓強(qiáng),且Y1>Y2>Y3 2. 在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng): A(g)+3B(g) 2C(g); △H<0某研究小組研究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反應(yīng)的影響,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖: 下列判斷一定錯誤的是 ( ) A.圖I研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響,且乙使用的催化劑效率較高 B.圖I研究的是
29、壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響,且乙的壓強(qiáng)較高 C.圖Ⅱ研究的是溫度對反應(yīng)的影響,且甲的溫度較高 D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響,且甲使用的催化劑效率較高 3.右圖曲線a表示放熱反應(yīng)X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系。若要改變起始條件,使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行,可采取的措施是 ( ) A.升高溫度 B.加大X的投入量 C.加催化劑 D.增大體積 4.反應(yīng)達(dá)
30、到平衡時,溫度和壓強(qiáng)對該反應(yīng)的影響如圖所示,圖中:,x軸表示溫度,y軸表示平衡混合氣中G的體積分?jǐn)?shù)。有下列判斷:(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng); (2)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng); 3)a>b; (4)a
31、 。 (2)反應(yīng)放出—半氣體所需時間是 。 (3)反應(yīng)放出氣體所需的時間約為 。 (4)A、B、C、D各點(diǎn)批反應(yīng)速率快慢的順序是 。 (5)解釋上述A、B、C、D快慢的原因是 。 2.二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣。該反應(yīng)進(jìn)行到45秒時,達(dá)到平衡(NO2濃度約為0.0125mol/L)。右圖中的曲線表示二氧化氮分解反應(yīng)在前25秒內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程。 (1)請計(jì)算前20秒內(nèi)氧氣的平均生成速度: ; (2)若反應(yīng)延續(xù)至70秒,請?jiān)趫D中用實(shí)線畫出25秒至70秒的反應(yīng)進(jìn)程曲線。 (3)若在反應(yīng)開始時加入催化劑
32、(其他條件都不變),請?jiān)趫D上用虛線 畫出加化劑后的反應(yīng)進(jìn)程曲線。 3.有mA(g)+nB(g)3C(g)平衡體系,在不同條件下,反應(yīng)混合物中A、B、C的體積分?jǐn)?shù)和時間t的關(guān)系如圖所示: (1)若圖A的a和b兩條曲線分別表示有無催化劑的情形,曲線 表示有催化劑的情形。 (2)若圖B中c、d兩條曲線分別表示不同溫度的情形,則曲線 表示高溫時的情形。 (3)若圖C中e、f表示不同壓強(qiáng)時的情形,則曲線 表示壓強(qiáng)較大時的情形,方程式中A、B兩種物質(zhì)的系數(shù)m、n分別為 、 。
33、 4.(1)一定溫度下,容器內(nèi)某一化學(xué)反應(yīng)中M、N 的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化的曲線如右圖,則此反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;此反應(yīng)達(dá)到平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 。 (2)在10℃和2×105pa的條件下,反應(yīng):aA(g)dD(g)+eE(g)建立平衡后,再逐步增大體系的壓強(qiáng)(溫度維持不變),表中列出不同壓強(qiáng)下反應(yīng)建立平衡時物質(zhì)D的濃度。(已知反應(yīng)過程中未出現(xiàn)物態(tài)變化。) 壓強(qiáng)/pa 2×105 4×105 D的濃度(mol/L) 0.7 1.5 則壓強(qiáng)由2×105增大到4×105時,平衡向 方向移動(填“正”或“逆”)。a與(d
34、+e)的關(guān)系是:a (d+e)。(填“大于”、“小于”或“等于”。) 參考答案 (一)選擇題 1. A 2. A 3. C 4. D (二)填空題 1.(1)60mL (2)1min (3)2min (4) (5)隨反應(yīng)進(jìn)行,的濃度逐漸減小,反應(yīng)速率逐漸減慢。(上述(1)—(4)可根據(jù)圖象所示找出解答依據(jù)) 2..(1)5.5×10-4mol/L-s(注:不寫單位扣分)(2)圖中實(shí)踐 (3)圖中虛線 3.(1)b (2)d (3)f 1 1 4.(1)2NM
35、、75% (2)正,大于 (一)選擇題 1. 在恒容的密閉容器中充入2molA和1molB的氣體后發(fā)生反應(yīng) 2A(g)+B(g)xC(g), 達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持容器容積和溫度不變,按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)的量,達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x的值可能為 ( ?。? A、1 B、 2 C、3 D、4 2.可逆反應(yīng)A(g)+B(g)2C(g)在固定容積的容器中進(jìn)行,如果向容器中充入1mol A和1
36、mol B,在某溫度下達(dá)到平衡時,C的體積分?jǐn)?shù)為m%;若向容器中充入1mol C,在同樣的溫度下達(dá)到平衡時,C的體積分?jǐn)?shù)為n%,則m和n的關(guān)系正確的是 ( )
A.m>n B.m 37、 ( )
A.只能為2 B.只能為3
C.可能為2,也可能為3 D.無法確定
4.體積相同的甲、乙兩個容器中,分別充有等物質(zhì)的量的SO2和O2,在相同溫度下發(fā)生反應(yīng):2SO2+O22SO3并達(dá)到平衡。在這過程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變,若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%,則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為 ( )
A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.無法判斷
5.在相同溫度下,有相同體積的甲、乙兩容器,甲容器中充入1g N2和1g H2,乙容器中充入2g N2和2g H2。下列敘述中,錯誤的是 38、 ( )
A.化學(xué)反應(yīng)速率:乙>甲 B.平衡后N2的濃度:乙>甲
C.H2的轉(zhuǎn)化率:乙>甲 D.平衡混合氣中H2的體積分?jǐn)?shù):乙>甲
(二)填空題
1.在一定溫度、壓強(qiáng)下,在容積可變的密閉容器內(nèi)充有1molA和1molB,此時容積為VL,保持恒溫恒壓,使反應(yīng):A(g)+B(g) C(g)達(dá)到平衡時,C的體積分?jǐn)?shù)為40%,試回答下列問題:2molA和2molB,則反應(yīng)達(dá)到平衡時容器的容積為 ,C的體積分?jǐn)?shù)為 ?! ?
欲使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變,在密閉容器內(nèi)充入恒容容器中,對 39、于可逆反應(yīng)2.2SO2(氣)+O2(氣) 2SO3(氣),SO2和O2起始時的物質(zhì)的量分別為20mol和10mol,達(dá)到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率為80%。若從SO3開始進(jìn)行反應(yīng),在相同條件下,欲使平衡時各成分的體積分?jǐn)?shù)與前者相同,則起始時SO3的物質(zhì)的量應(yīng)是_________________,SO3的轉(zhuǎn)化率是______________。
3.某溫度下,在1L的密閉容器中加入1mol N2、3mol H2,使反應(yīng)N2+3H22NH3達(dá)到平衡,測得平衡混合氣中N2、H2、NH3分別為0.6 mol、1.8 mol、0.8 mol,如果溫度不變,只改變初始加入的物質(zhì)的量而要求達(dá)到平衡時N2、H2、 40、NH3的物質(zhì)的量仍分別為0.6 mol、1.8mol、0.8 mol,則N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示時應(yīng)滿足的條件:
(1)若X=0,Y=0,則Z=______。
(2)若X=0.75,則Y=______,Z=______。
(3)若X=0.45,則Y=______,Z=______。
(4)X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是(用含X、Y、Z的關(guān)系式表示)______。
4.甲、乙兩容器,甲的容積固定,乙的容積可變。在一定溫度下,向甲中通入3mol N2和4mol H2,反應(yīng)達(dá)到平衡時,生成NH3的物質(zhì)的量為amol。
(1)相同溫度下,向乙中通入2molNH3,且保持容積 41、與甲相同,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度與甲平衡中相同。起始時乙中還通入了____mol N2和____mol H2。
(2)相同溫度下,若向乙中通入6mol N2和8mol H2,且保持壓強(qiáng)與甲相等,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,生成氨的物質(zhì)的量為b mol,則a∶b______1∶2;若乙與甲的容積始終相等,達(dá)到平衡時,生成氨的物質(zhì)的量為c mol,則a∶c_____1∶2(填“>”、“<”或“=”)。
參考答案:
選擇題
1 .BC 2. C 3. C 4. B 5. D
填空題
1. (10V/7)L, C的體積分?jǐn)?shù)為40%
2. 達(dá)到平衡時SO2的物質(zhì)的量為4mol,SO3的物質(zhì)的量為16mol,從逆反應(yīng)開始SO3也應(yīng)充入20mol,平衡時SO3應(yīng)有16mol,所以SO3的轉(zhuǎn)化率為20%
3. 1) X=0,Y=0,則 Z=2 mol
(2)X=0.75,則Y=2.25、Z=0.5
(3)X=0.45、Y=1.35、Z=1.1
(4)
4. (1)2mol N2和1mol H2。
(2)c>2a, a∶c<1∶2。
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